1. Biotecnología: un conjunto de tecnologías. 1.1 Técnicas y herramientas de la biotecnología. 2. Tecnología del ADN recombinante. 2.1 Enzimas celulares 2.2 Análisis de fragmentos de ADN. Electroforesis en gel de agarosa. 2.3 Hibridación mediante sondas de ADN: búsqueda específica de un gen. 2.4 Clonación del ADN. 2.5 Amplificación del ADN: reacción en cadena de la polimerasa. 2.6 Secuencia del ADN. La biotecnología es la tecnología basada en la biología, especialmente usada en agricultura, farmacia, ciencia de los alimentos, medio ambiente y medicina. La biotecnología moderna implica la manipulación deliberada de material genético (ADN) de los organismos vivos con el fin de fabricar o modificar un producto, mejorar animales o plantas o desarrollar microorganismos con capacidades determinadas para usos específicos. Entre los procesos que utiliza la biotecnología podemos destacar: La tecnología del ADN recombinante: permite aislar la región de ADN, crear un elevado número de copias de ella y averiguar rápidamente su secuencia de nucleótidos. Las técnicas de ingeniería genética: permite la transferencia de genes de unos organismos a otros y así conseguir organismos genéticamente modificados o transgénicos. Las técnicas de clonación celular: permite la reparación de tejidos y órganos adultos dañados o defectuosos. Técnicas de cultivo de células y tejidos: permiten mantener y crecer “in vitro” células, órganos y embriones durante largos períodos de tiempo. Esta tecnología nos permite obtener fragmentos de ADN en cantidades ilimitadas, que llevará además el gen o los genes que se desee. Este ADN puede incorporarse a las células de otros organismos (vegetales, animales, bacterias...) en los que se podrá "expresar" la información de dichos genes. De una manera muy simple podemos decir que "cortamos" un gen humano y se lo "pegamos" al ADN de una bacteria. Si por ejemplo es el gen que regula la fabricación de insulina, lo que haríamos al ponérselo a una bacteria es "obligar" a ésta a que fabrique la insulina. ADN recombinante: es cualquier molécula de ADN formada por la unión de segmentos de ADN de origen diferente. Etapas de producción del ADN recombinante: En las células vivas, el ADN es cortado y vuelto a unir una y otra vez por enzimas, un tipo de proteínas, que han sido identificadas y purificadas por los científicos para usarlas en los laboratorios: Las enzimas de restricción o endonucleasas de restricción son sintetizadas por las bacterias para proteger su ADN de un ADN invasor. Funcionan como unas tijeras químicas que cortan el ADN extraño en fragmentos. Las ligasas son enzimas que unen los distintos fragmentos de ADN pegando sus fragmentos. La electroforesis en gel de agarosa es de las más utilizadas para analizar y caracterizar ácidos nucleicos de distintas procedencias. Los geles se comportan como un tamiz molecular y permiten separar moléculas cargadas en función de su tamaño y forma. Así, moléculas de ADN de diferente tamaño van a emigrar de forma distinta en una electroforesis en gel de agarosa. A continuación un video sobre el proceso de electroforesis: La hibridación del ADN es el proceso en el que dos hebras de ADN de cadena sencilla, con una secuencia de bases complementaria, se unen para originar una molécula de ADN de cadena doble correctamente apareada. Ésta permite identificar la presencia de un gen que codifica una proteína de interés en un cromosoma. Para ello, lo que se hace es un ensayo con una sonda de ADN. Una sonda de ADN es un fragmento artificial de ADN de cadena sencilla marcada con radioactividad o fluorescencia y cuya secuencia de nucleótidos es complementaria a la secuencia del gen que se desea detectar. Cuando se quieren analizar simultáneamente miles de genes se utilizan los biochips o chips de ADN, que son láminas de vidrio donde se fijan en cada uno de sus microscópicas celdillas una cantidad ínfima de fragmentos de ADN de cadena simple cuya secuencia de nucleótidos actúa como sonda para un gen determinado. Utilidades: Detectar mutaciones en genes que pueden causar enfermedades como la hemofilia. Controlar la expresión de los genes en líneas celulares cancerosas humanas. Diagnosticar enfermedades infecciosas. Personalizar el tratamiento con medicamentos Sugerir nuevas técnicas diagnosticas o terapias. La clonación de un fragmento de ADN consiste en la obtención de miles de millones de copias idénticas de dicho fragmento. Para clonar un fragmento de ADN, éste debe ser introducido en una molécula transportadora, también llamada vector. Las etapas del proceso son: 1º.Cortar el vector con enzimas de restricción. 2º.Unir el vector y el ADN que se va a clonar mediante los llamados extremos cohesivos. El siguiente paso es poner a las bacterias en un medio de cultivo apropiado para que se multipliquen. A la vez que se reproducen las bacterias lo hace también el plásmido con el gen que interesa, el resultado es que se obtiene un clon de células que llevan todas ese gen de interés. Se pueden formar por tanto diferentes clones con genes de interés para el hombre. Este conjunto de clones se denomina biblioteca o genoteca del ADN. A partir de cantidades minúsculas, el ADN se puede copiar o amplificar muchas veces en el interior de un tubo de ensayo sin necesidad de clonarlo. La técnica se basa en un procedimiento denominado reacción en cadena de la polimerasa, PCR en inglés. La PCR es una reacción en cadena que origina millones de copias de un segmento específico de ADN mediante la repetición de múltiples ciclos de replicación del ADN in vitro. La determinación de la secuencia de nucleótidos es una parte fundamental de la información sobre cualquier fragmento de ADN. Los primeros métodos utilizados para secuenciar ADN eran complicados y lentos de realizar. Actualmente, se han desarrollado técnicas automatizadas e informativas que permiten una secuencia sencilla y rápida. Así, se han conseguido conocer la secuencia de miles de genes y los genomas completos de numerosos organismos, desde los procariotas hasta el ser humano. http://recursostic.educacion.es/ciencias/bios fera/web/ http://www.arrakis.es/~ibrabida/vigcorte.ht ml http://es.wikipedia.org/wiki/Wikipedia:Portad a Libro de CMC de 1BACH.
